成人高考2017生态学基础讲义：种群及其基本特征

4. 种群周限率
年末存活的株数 • 年存活率（annual survive rate）= 年初存活的株数
• 种群年变化率（annual rate population change） =
年末的种群大小 年初的种群大小
率还可以用瞬时表示——瞬时率：周限率与瞬时率 之间可相互换算。 r 瞬时率 周限率

种群增长率不随种群本身的密度而变化，种群呈
指数增长格局
(1)世代不重叠种群的离散增长模型
数学模型：
模型前提条件：种群增长是无限的，即种群在无限环境中增长，没有受资源
Nt＝N0λ
t
（λ =Nt+1/Nt-1 →Nt+1 ＝Ntλ ）
在起始时刻，种群数量为N0经过一代繁殖时，种群数量为N1，经过t代繁
=1 时，随机分布（S2=m）
>1 时, 成群分布 (S2>m)。
分 布 型 的 检 定
种群的分布格局示意图
4.2.2 种群统计学
基本参数
出生率
迁入率
种群密度
迁出率
死亡率
1.出生率 生理出生率(最大出生率):在理想条件下 所能达到的最大出生数量. 生态出生率(实际出生率):在一定时期内, 种群在特定条件下实际出生数量.内外因素 共同作用影响的结果. 影响出生率的因素: a.性成熟速度; b.每次 产仔数; c.每年生殖次数; d.生殖年龄的长 短.

1.绝对密度的测定方法：
总数量调查法：在某一面积的同种个体数目。
样方法：在若干样方中计算全部个体，以其


平均值推广来估计种群整体。样方需要有代
表性并随机取样。
鸟类调查的环志法
标志重捕法

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27 27
静态生命表也称 特定时间生命 表或垂直生命 表
动态生命表也称 特定年龄生命 表或水平生命 表
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28
综合生命表
上川：猕猴岛国
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2299
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30
二、生命表有什么用？
提供种群基本信息：
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31 31
计算种群统计值
净增殖率: 每过一个世代种群数量增长倍数
R0=∑ lxmx lx: x期开始时存活个体的百分数
C 与当地物种恶性竞争 C 对人畜造成危害
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60
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紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)的威力
由墨西哥经缅、越入云南，现达25°33’N 地区，向东至广西、贵州、四川。
入侵天然草场三年后覆盖度可达90%以上。
种子、花粉致马属动物哮喘病，种子纤毛致组 织坏死和死亡，茎叶致牲畜蹄子腐烂、人手脚 皮肤发炎。
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4.4 种群的增长模型
一、种群增长的最简单模型
假定条件： Nt+1－Nt＝B＋I－D－E 模 型： Nt+1－Nt＝(b－d) Nt
Nt+1:种群在t+1时刻的数量 Nt: 种群在t时刻的数量 b：每个个体的出生数
d：每个个体的死亡概率
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39
二、种群的几何级数增长模型
假定条件：离散、与密度无关
平均世代时间(周期): 每个世代的平均时间长度
T=∑lxmxx/∑lxmx
种群增长率：各世代瞬时增长率，实现不同T生物间的比较
r=lnR0/T
控制人口增长的途径？
降低Ro值，降低世代增殖率：少生优生

000
3龄（3） 1922 0.044 0.010 0.240 3.284 -1.4 0.12
000
4龄（4） 1461 0.033 0.004 0.110 3.165 -1.5 0.05
000
成虫（5） 1300 0.030
3.114 -1.5
22617 17 0.50
注：净增率Ro=∑lxmx=∑Fx/n0
3
构件生物 (modular organism)：受精卵先发育 成构件，再发育成更多构件，形态、发育不可 预测。
群体状态动物、植物。
无性系分株 (ramets)：构件生物个体连接部分 死亡后形成旳分离个体。
不同学科旳用语：群体（遗传学）、居群 或繁群、个体群（日本）
4
种群生态学
研究种群旳数量、分布以及种群 与其栖息环境中非生物原因和其 他生物种群之间旳相互作用
径，比年龄构造更有效。 构件生物旳年龄构造 性比 (sex ratio)
21
年龄构造：某一年龄群个体数/种群个体总数 年龄锥体：横柱表达从下到上幼体到老年，宽度表达年龄
组个体数量
增长型：幼多，老少，种群较年轻，出生率＞死亡率。 稳定型：幼≌中≌老，出生率≌死亡率。 下降性型：幼体百分比很小而老体个体旳百分比较大，死
5
2. 自然种群旳基本特征
空间特征：种群具有一定旳分布区域 数量特征：每单位面积(或空间)上旳个体
数量(即密度)及变动 遗传特征：种群具有一定旳基因构成
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二、种群动态
种群动态：研究种群数量在时间上和空间 上旳变动规律。
（一）种群旳密度和分布 （二）种群统计学 （三）种群增长模型 （四）自然种群旳数量变动
森林中植物为竞争阳光(树 冠)和土壤中营养物(根际)

具有稳定年龄结构的种群，在食物不受限制、同种 其他个体的密度维持在及适水平，在环境中没有天 敌，并在其一特定的温度、湿度、光照和食物等的 环境条件组配下，种群的最大瞬时增长率。
应用rm值为指标，能测定某种生物种群的最适环境。 rm可以认为是一种在种群增长“不受限制”的条件
下的r。
人口控制和计划生育的目的是要使r 值变小：
①降低R0值，即使世代增殖率降低，这就要 限制每对夫妇的子女数；
②使T值增大，即可以通过推迟首次生殖时间 或晚婚来达到。
三、种群增长模型
数学模型是用来描述现实系统或其性质 的一个抽象的、简化的数学结构。科学 工作者用它来揭开此系统的内在机制和 对系统行为进行预测。
建立动植物种群动态数学模型的目的， 是阐明自然种群动态的规律及其调节机 制，帮助理解各种生物的和非生物的因 素是怎样影响种群动态的。
三.种群增长模型
(一)与密度无关的种群增长模型 1、种群离散增长模型 2、种群连续增长模型
(二)与密度有关的种群增长模型
(一)与密度无关的种群增长模型
种群离散增长模型：种群的各个世代彼 此不相重叠，其种群增长是不连续的、 分步的。一般用差分方程描述；
种群连续增长模型：种群的各个世代彼 此重叠，其种群增长是连续的，用微分 方程描述。
(二)与密度有关的种群增长模型
与密度有关的连续增长模型 比无密度效应的种群 连续增长模型增加了两点假设： ①有一个环境容纳量（carrying capacity）（通常 以K表示），当Nt=K时，种群为零增长，即 dN/dt=0； ②增长率随密度上升而降低的变化是按比例的。 最简单的是每增加一个个体，就产生1／K的抑制影 响。例如K=100，每增加一个体，产生0.01影响， 或者说，每一个体利用了1／K的“空间”，N个体 利用了N／K的“空间”，而可供种群继续增长的 “剩余空间”只有（1-N／K）。

种群生态学-种群及其基本 特征
人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
谢谢！
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿

12
图３－１ 年龄锥体的３种基本类型（Kormondy，1976）
（a） 增长型种群 ：有大量幼体，而老年个体较少。种群的出生率大于死亡率 （b） 稳定型种群：老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率大致相平衡 （c） 下降型种群：幼体比例减少而老体比例增大，种群的死亡率大于出生率13
(a) 增长型种群： 锥体呈典型金字塔形，基部 宽，顶部狭，表示种群有大量幼体，而老年个体 较少。种群出生率大于死亡率，是迅速增长的种 群。 (b) 稳定型种群： 锥体形状介于(a)、(c)两类之 间，老、中、幼比例大体相同。出生率与死亡率 大致相平衡，种群稳定。 (c)下降型种群： 锥体基部比较狭，而顶部比较 宽。种群中幼体比例减少而老体比例增大，种群 的死亡率大于出生率，是不断衰退的种群。
第三章
种群及其 基本特征
1
1 第一节 生物种与种群的概念
2
第二节 种群的动态
３
第三节 种群的空间格局
4
第四节 种群调节
2
第一节 生物种与种群的概念
1
生物种的 概念
2
种群的 概念
3
一、生物种的概念
瑞典植物学家林奈（Carolus von Linnaeus）在其出版的《植物种志》中，继承 了J.Ray的观点，认为种是“形态相似的个体 的集合”，并指出同种个体可自由交配，能 产生可育的后代，而不同种之间的杂交则不 育，并创立了种的双命名法。
T=(Σxlxmx)/(Σlxmx)
24
三、种群的增长模型
与密度无 关的种群 增长模型
与密度有 关的种群 增长模型
25
（一）与密度无关的种群增长模型
1. 种群离散增长模型 最简单的单种种群增长的数学模型，通常

•.
•25
2.均匀分布
种群的个体是等距分布，或个体间保持一定的
均匀的间距。均匀分布形成的原因主要是由于种群
内个体之间的竞争。例如，森林中植物为竞争阳光
（树冠）和土壤中营养（根际），沙漠中植物为竞
争水分都能导致均匀分布。虫害或种内竞争发生时
也可造成种群个体的均匀分布。地形或土壤物理性
状呈均匀分布等客观因素或人为的作用，都能导致
•.
•27
小结:
种群数量
直接影响
预测变化方
影响数量变动
年龄组成 向
种群密度
性别比例
决定大小 和密度
出生率和死亡率
•.
•28
巩固练习
1. 下列环境中的生物,构成一个种群的是（ B） A. 一个池塘中的所有鱼 B.一块农田里的所有东亚飞蝗 C. 一片森林中的鸟 D. 一条河流中的全部草履虫
•.
•29
不合理的性别比例会导致出生率下降进而引起种群密度下降。
•.
•23
三、种群的空间特征
组成种群的个体在其生活空间中的位置状态 或空间布局叫做种群的空间特征或分布型。
种群的空间分布一般可概括为三种基本类型： 随机分布、均匀分布和集群分布。
•.
•24
1.随机分布
指的是每一个个体在种群分布领域中各个点出现 的机会是相等的，并且某一个体的存在不影响其他个体 的分布。随机分布比较少见，只有在环境资源分布均匀 一致、种群内个体间没有彼此吸引或排斥时才容易产生。 例如，森林地被层中一些蜘蛛的分布与面粉中黄粉虫的 分布，以种子繁殖的植物在自然散布于新的地区时也经 常体现为随机分布。
确定样方
计 数
计算种 群密度
•.
•7

研究种群的数量、分布和种群内各成员之间、它们与 其他种群成员之间、以及它们与周围环境中的生物和 非生物因素之间的相互关系。种群动态是种群生态学 研究的核心。
种群遗传学（population genetics）：
研究种群的遗传过程，包括选择、基因流、突变和遗 9 传漂变等内容。
第一节 种群及其基本特征
——种群的年龄结构、性比、种群增长率
28
1.2 种群统计的基本参数
种群密度 种群的初级参数 种群的次级参数 种群的空间分布格局 生命表及其分析
29
（二）种群的初级参数
出生率（natality）：
泛指任何生物产生新个体的能力，不区分产生方式；
最大出生率：
理想条件（无任何生态因子的限制作用）下种群出生
生命表类型：
动态生命表 静态生命表 综合生命表 图解生命表
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动态生命表（dynamic life table）：
根据观察一组大约同一时间出生的生物个 体的死亡或存活动态过程而获得的数据来 编制的生命表；这样的一组个体称做同生 群(cohort)；类似的研究叫做同生群分析 (cohort analysis)。
构件生物（modular organism）
由一个合子发育形成一套构件(modules)组成的生物
，构件产生构件，构件数量随环境条件变化，如树
的枝条数量差异颇大。
19
单体生物
20
海葵
珊瑚
构件生物
针茅 芨芨草
21
单体生物与构件生物的差异
单体生物
组成
器官
构件生物
器官形态数量差异较大
枝条、分蘖等各种构件可以有 不同年龄
13
相对密度

4、度量：当用全部空间来计算时,得到的总密度叫粗密度; 各种群实际生存的单位空间的个体数叫生态密度。
二、种群的基本特征
（一）、种群密度 种群密度的高低取决于环境中可利用的物质和能量的多少、种群对 物质和能量的利用效率的高低、生物种群营养级的高低及种群本身 的生物学特性。 最适密度：维持种群最佳状况的密度 最低密度：太低引起灭亡
也可分为两种:
a.最小死亡率,它是种群的常数,表示在理想的或无限制的条件下丧失的 个体数,也就是说,在最适条件下,个体将死于由生理寿命决定的“老年”。 种群的生理寿命是指种群处于最适条件下的平均年龄,而不是某个特殊 个体可能具有的最大寿命;
二、种群的基本特征 （三）、种群的出生率与死亡率
b.生态死亡率或称为实际死亡率,是在自然条件下真正的死亡率,它也像 生态出生率一样不是常数,是随着种群状况和环境条件而改变,即种群内 的个体达到生态寿命长度。种群的生态寿命是指种群在特定环境条件 下的平均实际寿命。死亡率通常用单位时间内死亡的个体数来表示,其 大小与生物的遗传特性、年龄组成和生活环境有着密切的关系。
二、种群的基本特征
种群具有三种主要特性： 空间特征：种群有一定的分布区域和分布方式； 数量特征：种群具有一定的密度、出生率和死亡率、年龄特 征和性比； 遗传特征：种群具有一定的遗传组成，且随时间 经常改变其遗传特性，进行进化和适应。
二、种群的基本特征
（一）种群的密度 （二）种群的内分布型 （三）种群的出生率与死亡率 （四）种群的迁出率与迁入率 （五）种群的年龄结构 （六）种群的性比
绝对出生率Ba=△N/△t 相对出生率Bs= △N/N·△t
二、种群的基本特征 （三）、种群的出生率与死亡率
△N为种群产生的新个体数;△t为单位时间。出生率通常分为两种: a.最大出生率,也称为绝对的或生理的出生率。是指在理想条件下(即无任何生态因子 的限制作用,生殖只受生理因素所限)的种群出生率,对某个特定的种群,是一个常数; b.实际出生率,也叫生态出生率,是指在某个真实的或特定的环境下种群的实际出生率, 这是在自然条件下经常出现的 出生率,不是固定的,是随着种群大小、组成和物理环境条件的 不同而变化.